近期，复旦大学周鹏、包文中联合团队打破二维半导体电子学集成度瓶颈，成功研制全球首款根据二维半导体资料（二硫化钼MoS2）的32位RISC-V架构微处理器“无极（WUJI）”。

  二维半导体微处理器“无极（WUJI）”。本文图除标示外均为 复旦大学 供图

  汹涌新闻（）记者经过查询了解到，在32位输入指令的操控下，“无极”可完成最大42亿的数据间加减运算，支撑GB级数据存储和拜访，以及最长可达10亿条精简指令集的程序编写，或将为低空经济、机器人等工业带来更宽广远景。“咱们用微米级的工艺做到纳米级的功耗，而极低功耗的CPU可以助力人工智能完成更广泛的使用。”周鹏说。

  面临摩尔定律迫临物理极限的全球性应战，具有原子层厚度的二维半导体是现在世界公认的破局要害。要将“原子级精细元件”组装成完好的集成电路体系，受困于工艺精度与规划均匀性的协同良率操控难题，曩昔最高集成度仅停留在数百晶体管量级，一直未能跨过功用性微处理器的技能门槛。

  经过五年的技能攻关和迭代，周鹏、包文中联合团队获得打破性效果。据介绍，“无极”处理器使用了自主立异的特征集成工艺，经过开源简化指令集核算架构 （RISC-V），在世界上完成了二维逻辑功用规划最大验证纪录（集成5900个晶体管），完成了从资料到架构再到流片的全链条自主研制。此外，团队立异开发的AI驱动的一向式协同工艺优化技能，经过“原子级界面精准调控+全流程AI算法优化”双引擎，完成了从资料生长到集成工艺的精准操控。在其二维半导体集成工艺中，70%左右的工序可直接沿袭现有硅基产线的老练技能，而中心的二维特征工艺也已构建包括20余项工艺发明专利。

  周鹏介绍，“无极”在研讨周期中迭代了很屡次，“一直以来，咱们我们都期望做的是根技能、源技能，经过根底性、原理性的立异，完成一些真实改动工业的工作。踏足这种根底研讨无人区时，更多是自我要求带来的‘苦楚’，而不是查核带来的‘苦楚’。”

  在研讨工作中，团队处理了二维资料-触摸-栅介质-后道工艺的准确耦合调控难题，使用原子级精度的加工和表征技能，验证了规划化的数字电路。在技能打破方面，团队将致力于逐渐提高二维电子器件的功能和集成度，打破当时晶体管集成度的瓶颈。

  未来，这一研讨效果也将为低空经济、机器人等工业带来更大潜能。包文中研讨员告知汹涌新闻记者：“无人机等自身电池容量较为有限，续航的大部分电力用在螺旋桨上，假如再搭一块算力芯片，电池的电量被分掉、续航路程会下降。所以在无人机、机器人等对功耗十分灵敏的场景下，芯片就需要做得很小、功耗要十分低，二维半导体恰恰很合适在这种场景中使用。”

  包文中表明，现在的研讨刚刚跨出实验室、完成了概念验证的榜首步。在工业化进程上，团队将加强与现有硅基产线技能的结合，推进中心二维特征工艺的工业化使用。未来一定要经过与相关企业和组织的“接棒”协作，加速二维半导体电子器件从实验室到商场的转化速度，使其可以赶快在实践产品中发挥作用。

  复旦大学集成芯片与体系全国要点实验室包文中和周鹏为论文通讯作者，博士生敖明睿、周秀诚为论文榜首作者。研讨工作得到了科技部要点研制方案、基金委重方法军人才方案、上海市根底特区方案等项目的赞助，以及教育部立异渠道的支撑。